matlab图像绘制

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三章 图形绘制,目录,3.1,二 维 绘 图,3.2,三 维 绘 图,3.3,图 形 处 理,3.4,图 形 窗,口,3.5 MAT,文件应用,习,题,3.1,二 维 绘 图,3.1.1,函数,plot(),3.1.2,函数,fplot (),3.1.3,函数,ezplot(),二维图形的绘制是,MATLAB,语言图形处理的基础。,本节将主要介绍函数,:,plot(),；,fplot(),；,ezplot(),。,3.1.1,函数,plot(),1,plot(,y,),2,plot(,x,y,),3,plot(,x,y,s,),1,plot(,y,),参数,y,可以是向量、实数矩阵或复数向量；,若,y,为向量，图形以向量索引为横坐标值，以向,量元素值为纵坐标值；,若,y,为实数矩阵，则分别绘制,y,的各列向量；,若,y,为复向量，图形以复向量对应的实部向量为,横坐标值，以虚部向量为纵坐标值。,2,plot(,x,y,),参数,x,和,y,均可为向量和矩阵，分以下三种情况；,参数,x,和,y,均为,n,维向量；,参数,x,为,n,维向量且,y,为,m,n,或,n,m,的矩,阵；,参数,x,和,y,均为,m,n,矩阵。,3,plot(,x,y,s,),参数,x,和,y,的含义同,plot(,x,y,),中的相同。常见的可用字符及其意义如下表所示。,3.1.2,函数,fplot (),函数,plot(),将外部的离散数据转化为图形。,数据点越多绘制的曲线越精确，越能反映数据,的规律；,数据点少，则可能无法正确反映数据的规律。,函数,fplot,(),帮助用户构建所需要绘制函数的数据，函数,fplot,(),的具体用法如下：,其中各项参数的含义如下。,function,：待绘制的函数。,limits,：定义,x,轴（自变量）的取值范围,xmin xmax,，或,x,轴和,y,轴（应变量）,的范围,xmin xmax ymin ymax,。,LineSpec,：定义绘图的线型、颜色等。,tol,：相对误差容忍度，默认值为,2e-3,。,n,：当,n,1,时，至少绘制,n,+1,个点，默认,值为,1,。,axes_handle,：坐标轴句柄，函数的图,形将绘制在这个坐标系中。,P1,P2,：向函数传递参数值。,X,Y,：采样的自变量和对应的函数值。,3.1.3,函数,ezplot(),函数,ezplot(),用于绘制函数在某一自变量区域内的图形，它的具体使用方法如下：,当,f = f(x),时，各参数的含义如下。,ezplot(f),：绘制函数在默认区域,-,2*pi,x,2*pi,内的图形。,ezplot(f,min,max),：绘制函数在区域,min,x,max,内的图形。,当,f=f(x,y),时，各参数的含义如下。,ezplot(f),：绘制函数在默认区域,-,2*pi,x,2*pi,，,-2*pi,y,2*pi,内的图,形。,ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax),：,绘制函数,f,(,x,y,) = 0,在区域,xmin,x,xmax,，,yminyymax,内的,图形。,ezplot(f,min,max),：绘制函数,f,(,x,y,) = 0,在区域,min,x,max,、,min,y,max,内的图形。,ezplot(x,y),：绘制参数方程组,x,=,x,(,t,),，,y,=,y,(,t,),在默认区域,0t2*pi,内的图形。,ezplot(x,y,tmin,tmax),：绘制参数方,程组,x,=,x,(,t,),，,y,=,y,(,t,),在区域,tmin,t,tmax,内的图形。,3.2,三 维 绘 图,3.2.1,函数,plot3(),3.2.2,函数,mesh(),3.2.3,函数,surf(),3.2.4,改进的三维绘图函数,最常用的三维绘图：,三维曲线图，对应的,MATLAB,函数为,plot3(),网格图和，对应的,MATLAB,函数为,mesh(),曲面图，对应的,MATLAB,函数为和,surf(),3.2.1,函数,plot3(),函数,plot3(),具体使用方法如下：,其中,X1,、,Y1,、,Z1,为向量或矩阵，,LineSpec,定义曲线线型、颜色等，,PropertyName,为线对象的属性名，,PropertyValue,为相应属性的值，,h,是用于存放曲线簇中每一个线对象的句柄变量。,当,X1,、,Y1,、,Z1,为长度相同的向量时，函,数,plot3(),将绘得一条分别以向量,X1,、,Y1,、,Z1,为,x,，,y,，,z,轴坐标值的空间曲线；,当,X1,、,Y1,、,Z1,均为,m,n,的矩阵时，函数,plot3(),将绘得,m,条空间曲线，其中，第,I,条空间曲线分别以,X1,、,Y1,、,Z1,矩阵的第,I,列分量为,x,，,y,，,z,轴坐标值的空间曲线。,3.2.2,函数,mesh(),函数,mesh(),可以绘出在某一区间内的完整曲面，其具体使用方法如下：,其中：,C,用于定义颜色；,X,和,Y,必须均为向量,若,X,和,Y,的长度分别为,m,和,n,，则,Z,必须为,m,n,的矩阵，在这种情况下，网格线的顶点为（,X,(,j,),Y,(,i,),Z,(,i,j,),）；若参数中没有提供,X,，,Y,，则将,(,i,j,),作为,Z,(,i,j,),的,X,，,Y,轴坐标值。,3.2.3,函数,surf(),与函数,mesh(),不同，函数,mesh(),绘制得到的是网格图，而函数,surf(),绘制得到的是着色的三维曲面，其具体使用方法如下：,其中，各参数的含义与函数,mesh(),命令中的相同。,3.2.4,改进的三维绘图函数,1,函数,meshc(),和,meshz(),2,函数,surfc(),前面介绍了,3,个基本的三维绘图函数，下面介绍一些常用的图形处理功能。,1,函数,meshc(),和,meshz(),函数,meshc(),在函数,mesh(),绘制的三维曲面图基础上再绘出等高线。,函数,meshz(),的作用是在函数,mesh(),绘制的三维曲面图基础上再绘出边界面。,2,函数,surfc(),函数,surfc(),在函数,surf(),绘制的三维图形基础上再绘出等高线。,3.3,图 形 处 理,3.3.1,图形标注,3.3.2,坐标轴的控制,3.3.3,图形数据取点,3.3.4,子图和图形保持,3.3.5,图形的打印和输出,MATLAB,提供了强大的图形处理功能。下面具体的介绍,图形标注,坐标轴的控制,图形数据取点,子图和图形保持,图形的打印和输出,3.3.1,图形标注,1,标注坐标轴和图形标题,2,文本标注图形,3,标注图例,MATLAB,提供了丰富的图形标注函数，可以方便地对所绘图形进行标注。,1,标注坐标轴和图形标题,实现标注坐标轴和填加图形标题的函数主要有,xlabel(),、,ylabel(),、,zlabel(),和,title(),等，具体使用方法基本相同并如下表示。,其中：,string,是标注所用的文本；,fname,是一个函数名，该函数的返回值必,须是字符串；,PropertyName,定义标注文本的属性；,PropertyValue,为对应的属性值。,在标注过程中经常会遇到特殊符号的输入问题,，,MATLAB,提供了相应的字符转换。常见的转换如下表所示。,可以对标注文本进行显示控制，方式如下。,bf,：黑体。,it,：斜体。,sl,：透视。,rm,：标准形式。,fontnamefontname,：定义标注文字的字,体。,fontsizefontsize,：定义标注文字的字体大,小。,2,文本标注图形,在,MATLAB,中的文本标注：,函数,text(),，,函数,gtext(),使用方法如下：,3,标注图例,使用函数,legend(),为曲线填加图例以便区分，能够为图形中的所有曲线进行标注，并以输入变量作为标注文本，其具体使用方法如下：,其中 ：,string1,string2,等分别标注绘图过程,中按绘制先后顺序所生成的曲线，,Location,定义标注位置属性，,location,用于定义属性值。,图例标注位置属性值表,3.3.2,坐标轴的控制,1,函数,axis(),2,命令,zoom,3,命令,grid,4,命令,box,在,MATLAB,中可以通过设置参数来实现对坐标轴的各种控制，这里仅介绍常用的控制函数。,1,函数,axis(),该函数的作用是控制坐标轴的刻度范围及显示形式，使用方法如下：,其中：,xmin xmax ymin ymax zmin zmax,用于定义坐标轴的范围；,string,是控制字符串，可用的,string,。,函数,axis(),的控制字符串表,2,命令,zoom,该命令的作用是控制二维图形的坐标轴缩放，使用方法如下：,其中，,string,为控制字符串。,命令,zoom,的控制字符串表,3,命令,grid,该命令的作用是绘制坐标网格，使用方法如下：,4,命令,box,该命令的作用是在图形边界显示坐标刻度，使用方法如下：,3.3.3,图形数据取点,当希望从已完成的图形中读取若干自变量对应的函数值时，使用函数,ginput(),读取二维图形的数据，使用方法如下：,3.3.4,子图和图形保持,1,命令,hold,2,函数,subplot(),在绘图过程中，经常会碰到下面两种情况：,在已绘制的图上填加新曲线；,将几个子图绘制在一个图形上。,MATLAB,提供命令,hold,和函数,subplot(),解决上述问题。,1,命令,hold,该命令常用的使用方法如下：,2,函数,subplot(),该函数的作用是将一个图形分隔成若干子区域，在指定子区域显示指定子图，使用方法如下。,3.3.5,图形的打印和输出,MATLAB,提供了几种方式输出当前的图形。,通过图形窗口的,【Edit】,菜单下的,【Copy Figure】,命令，拷贝的选项可以,通过,【Copy Options】,进行设置。,使用内置打印引擎或系统的打印服务。,3.4,图 形 窗 口,1,创建与控制,2,菜单操作,3,工具栏,1,创建与控制,创建图形窗口的函数是,figure(),，使用方法如下：,同时可以通过下面两个函数查阅和设置图形窗口的属性和参数。,2,菜单操作,下面简要介绍图形窗口的各菜单。,（,1,）,【File】,菜单,【New】,选项用于新建一个,M-,文件（,M-,File,）、图形窗口（,Figure,）、,Simulink,模型（,Model,）、,MATLAB,工作空间的变,量（,Variable,）或用户界面（,GUI,）。,【Generate M-File】,选项用于生成,M-,函,数文件。,【Import Data】,选项用于导入数据。,【Save Workspace As】,选项用于将图,形窗口中的图形数据存储在二进制,mat,文,件中，它们可以供其他的编程语言（如,C,语言等）调用。,【Preferences】,选项用于定义图形窗口,的各种设置，包括字体、颜色等。,【Export Setup】,选项用于打开,【,图形输,出,】,话框，可以把图形以,emf,、,ai,、,bmp,、,eps,、,jpg,、,pdf,等格式保存，并设,置有关图形窗口的显示等方面的参数。,【Page Setup】,选项用于打开,【,页面设,置,】,话框。设置图形尺寸、纸张大小、线,型及文本类型以及坐标轴和图形设置。,【Print Setup】,选项用于打开,【,打印设,置,】,话框。在这里可以设置图片的题图,等。,【Print Preview】,选项用于打开,【,打印预,览,】,对话框。,【Print】,选项用于打开,【,打印,】,对话框。,（,2,）,【Edit】,菜单,【Copy Figure】,选项用于复制图形。,【Copy Option】,选项用于打开,【,复制设,置,】,对话框，设置图形复制的格式、图形,背景颜色和图形大小等。该选项打开的对,话框界面与,【File】|【Preferences】,的,界面相同，只是当前显示的面板不同。,【Figure Properties】,选项用于打开图形,窗口的属性设置对话框。,【Axes Properties】,选项用于打开,【,设置,坐标轴属性,】,对话框。,【Current Object Properties】,选项用于,打开设置图形窗口中当前对象（如窗口中,的坐标轴、图形等）属性的对话框。,【Colormap】,选项用于打开,【,色图编,辑,】,对话框。,【Clear Figure】,、,【Clear Command,Window】,、,【Clear Command,History】,和,【Clear Workspace】,选项,分别用于清除图形窗口中的图形、命令窗,口、历史命令和工作空间。,（,3,）,【View】,菜单,该菜单用于打开各种工具栏和控制面板。, 图形窗口工具条用于对图形进行各种处,理。, 照相工具条用于设置图形的视角和光照,等，可以实现从不同角度来观察所绘三,维图形，并且为图形设置不同的光照情,况。,绘图编辑工具条用于向图形中添加文本标,注和各种标注图形等。, 绘图浏览器用于浏览当前图形窗口中的所,有图形对象。,（,4,）,【Insert】,菜单,该菜单用于向当前图形窗口中插入各种标注图形。,（,5,）,【Tools】,菜单,该菜单中大部分选项实现的功能，与前面介绍的几个工具条相关图标的功能一致。,（,6,）,【Desktop】,菜单,该菜单用于将窗口合并到,MATLAB,主界面的窗口中。,（,7,）,【Window】,菜单和,【Help】,菜单,这两个菜单与,Windows,系统中各种应用程序界面的相关菜单很类似。,3,工具栏,图形窗口工具栏表,续表,3.5,MAT,文件应用,下面重点介绍数据的保存和调用。,MAT,文件是,MATLAB,数据存储的默认文件格式，文件扩展名是,.mat,。可借助命令,save,和,load,实现,MATLAB,对数据的读写，使用方法如下：,习 题,